Czy to jest przyszłość samochodów?

Wodór jest uważany za możliwe rozwiązanie jednego z największych wyzwań energetyki - magazynowania energii.

Publiczna stacja została uruchomiona we Freiburgu, gdzie mieści się Instytut Systemów Energii Słonecznej Fraunhofera. Instalację sfinansowało ministerstwo środowiska landu Badenia-Wirtembergia, które zamierza budować całą sieć takich stacji.

Stacja czerpie energię elektryczną z baterii słonecznych. Prąd służy do elektrolizy wody, powstający w jej trakcie - obok tlenu - wodór jest gromadzony pod ciśnieniem i przetłaczany do zbiornika odpowiednio przystosowanego samochodu.

Instalacja korzysta z wydajnego elektrolizera z membraną PEM (Proton Exchange Membrane) firmy Proton OnSite oraz technologii kompresji, składowania i dystrybucji wodoru pod ciśnieniem firmy Air Products - jednego z wiodących światowych dostawców gazów technicznych.

"Dotychczas technologia łącząca elektrolizę PEM z tankowaniem paliwa wodorowego pod wysokim ciśnieniem była niedostępna w Niemczech. Ma ona zasadnicze znaczenie dla wytwarzania wodoru z wykorzystaniem energii odnawialnej" - podkreśliła Diana Raine z Air Products.

"Dla nas nowa stacja paliwa wodorowego stanowi zarówno platformę do badań nad głównymi kierunkami rozwoju technologii w przyszłości, jak również krok naprzód w procesie rozwoju infrastruktury wodorowej, która może być obsługiwana bezpośrednio przez użytkowników końcowych" - ocenił szef działu technologii wodorowych Instytutu Christopher Hebling.

Instytut podkreśla, że Niemcy chcą zbudować krajową sieć stacji dystrybucji wodoru do 2017 r., a najważniejsze koncerny samochodowe obiecują seryjną produkcję napędzanych wodorem aut z ogniwami paliwowymi od 2015 r.

"Zasadniczym wyzwaniem na nadchodzące lata jest konsekwentne przekształcanie źródeł energii na w stu procentach odnawialne. Z pomocą wodoru, nadmiar energii elektrycznej może być przechowywany i użyty w miarę potrzeb" - podkreślił dyrektor Instytutu Fraunhofera prof. Eicke Weber.

Problem magazynowania energii jest zasadniczy w przypadku masowego użycia takich źródeł jak wiatraki czy ogniwa słoneczne, których działanie zależy od warunków pogodowych i nie pokrywa się z zapotrzebowaniem na energię. Jednym z możliwych rozwiązań - nad którym poważne prace prowadzi się m.in. w Niemczech - jest produkowanie za pomocą chwilowej nadwyżki energii elektrycznej wodoru, jako nośnika dostępnej w każdej chwili energii.

Wodór jest obecnie kilkakrotnie droższy od innych paliw, głównie ze względu na duże zużycie energii elektrycznej przy elektrolizie oraz kłopoty technologiczne z przechowywaniem. Zwolennicy takiego rozwiązania argumentują jednak, że dość wysoką cenę można zrównoważyć korzystając z takich źródeł energii jak wiatr czy słońce.

Gazowy wodór w samochodzie może zostać albo spalony w nieznacznie przerobionym klasycznym silniku, albo trafić do ogniwa paliwowego. To ostatnie źródło jest wyjątkowo wydajne i czyste. Przy użyciu specjalnej membrany i katalizatorów zachodzi w nim proces odwrotny do elektrolizy - wodór i tlen łączą się w wodę, a proces ten jest też źródłem energii elektrycznej. Technologia membran i katalizatorów jest cały czas udoskonalana, obecnie największe ich wady to bardzo wysoka cena oraz wrażliwość na zanieczyszczenia. Mimo to, ogniwa paliwowe zasilane bezpośrednio wodorem albo np. metanolem są już szerzej dostępne.

Kłopoty sprawia też samo przechowywanie wodoru, gaz ten ma bowiem tendencję do przenikania przez ściany zbiornika i konieczne jest stosowanie specjalnych materiałów. Duże ilości wodoru potrafią też zaabsorbować niektóre materiały, m.in. pewne metale, tworząc wodorki. Do uwolnienia wodoru potrzebne jest jednak podgrzanie zbiornika, natomiast zaletą takiego rozwiązania jest to, że zbiornik ze związanym wodorem nie jest pod ciśnieniem.(